CN103245852A - 一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置 - Google Patents

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欧阳森
杨家豪
石怡理
黄瑞艺
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South China University of Technology SCUT
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Abstract

本发明公开了一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置，包括电源电路、电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路、程控放大电路、测频电路、数据采集卡、计算机；所述电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路依次连接，所述滤波电路分别与程控放大电路、测频电路连接，所述程控放大电路、测频电路与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接，并且上述各电路还分别与电源电路连接。本发明采用高精度多通道的数据采集卡，可实现多通道同时采样，且数据采样精度高，转换精度达到14位，采样速度快，采样速率最快可达到2.5us。

Description

一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置
技术领域
本发明涉及一种电能质量监测装置，具体涉及一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置。
背景技术
电力系统需要有大量进行数据采集的智能终端，尤其是拥有海量数据的配电网系统。市场上现有的大部分电能质量监测装置适用于110kV及以上电压等级的主电网，而针对配电网（主要指10kV和0.4kV的电压等级）自身特征设计的电能质量监测装置比较少。配电网与主电网的结构特征明显不同，监测点数量众多且接线方式复杂多变，此外配电网中智能装置的通信方式也很多，包括RS-485总线、无线网络、自制总线、双绞线、低压电力线载波方式等，需要电能质量监测装置具有极高的适应性。因此针对配电网的电能质量监测装置的实现是非常有意义的。
目前市场上电能量采集装置或抄表系统类型丰富、种类繁多，不过这些产品在配电网的实际应用中大多存在以下缺点：1）大部分产品仅能完成对单个测量点的测量，无法对多个监测点的多项电能量数据进行实时采集；2）数据采样精度及速度有限；3）主要针对主电网设计，成本较高，不适宜在配电网大规模推广应用；4）通信手段比较单一，不利于实现配电网电能量的网络化监测。
发明内容
本发明针对上述现有技术的缺点与不足，提供一种针对配电网开发的、能够实现对多个监测点的多项电能量进行实时采集的、高精度高效率的一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置。
本发明的技术方案：
一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置，包括电源电路、电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路、程控放大电路、测频电路、数据采集卡、计算机；
所述电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路依次连接，所述滤波电路分别与程控放大电路、测频电路连接，所述程控放大电路、测频电路与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接，并且上述各电路还分别与电源电路连接。
所述计算机通过USB接口与数据采集卡连接。
所述数据采集卡采用高精度多通道的数据采集卡。
所述电压电流采集电路设置12个信号采集通道。
所述计算机通过USB接口与数据采集卡连接，可以通过各类主流通信网络实现通信。
所述电压电流采集电路总计有12个信号采集通道，任一采集通道都可以配置为电压或电流采集通道，通过对数据采集通道的合理分配可实现对1～3个监测点的同时监测，配置方式灵活，应用于各种配电网环境。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）采用高精度多通道的数据采集卡，可实现多通道同时采样，且采样精度高（转换精度达到14位）、采样速率快（最快可达到2.5us）；
（2）计算机有更强大的数据处理能力和更为完善的网络功能，支持多种通信方式（如TCP/IP、无线网络、蓝牙等），从而实现网络化监测。
附图说明
图1为本发明一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置，包括电源电路、电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路、程控放大电路、测频电路、数据采集卡、计算机；
所述电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路依次连接，所述滤波电路分别与程控放大电路、测频电路连接，所述程控放大电路、测频电路与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接，并且上述各电路还分别与电源电路连接。
所述计算机通过USB接口与数据采集卡连接，可以通过各类主流通信网络实现通信。
所述电压电流采集电路提供信号的输入通道，电压电流采集电路设置12个信号采集通道，通过对12个信号采集通道的合理分配可实现对1～3个监测点的多项电能量的采集。
通过对数据采集通道的合理分配可实现对1～3个监测点的同时监测，配置方式灵活，应用于各种配电网环境，具体如下：
1）5个电压采集通道、4个电流采集通道（1个监测点）；
2）4个电压采集通道、4个电流采集通道（1个监测点）；
3）3个电压采集通道、3个电流采集通道（2个监测点）；
4）3个电压采集通道、2个电流采集通道（2个监测点）；
信号进入采集通道后通过同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路、程控放大电路及测频电路将实际电压电流信号转换为装置可应用的信号并对其进行相应的处理，最后将信号输入到数据采集卡，计算机通过USB接口与数据采集卡连接，数据采集卡将采集到的信号量传输到计算机，利用计算机强大的处理能力对数据进行计算分析，通过计算机各种完善的网络将数据进行上传。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于数据采集卡的配电网电能质量监测装置，其特征在于，包括电源电路、电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路、程控放大电路、测频电路、数据采集卡、计算机；
所述电压电流采集电路、同步锁相电路、信号调理电路、滤波电路依次连接，所述滤波电路分别与程控放大电路、测频电路连接，所述程控放大电路、测频电路与数据采集卡连接，所述数据采集卡与计算机连接，并且上述各电路还分别与电源电路连接。
2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述计算机通过USB接口与数据采集卡连接。
3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述数据采集卡采用高精度多通道的数据采集卡。
4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述电压电流采集电路设置12个信号采集通道。
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